Fault tolerant navigation method for satellite based on information fusion and unscented Kalman filter

An effective autonomous navigation system for the integration of star sensor, infrared horizon sensor, magnetometer, radar altimeter and ultraviolet sensor is developed. The requirements of the integrated navigation system manager make optimum use of the various navigation sensors and allow rapid fault detection, isolation and recovery. The normal full fusion feedback method of federated unscented Kalman filter (UKF) cannot meet the needs of it. So a no-reset feedback federated Kalman filter architecture is developed and used in the autonomous navigation system. The minimal skew sigma points are chosen to improve the calculation speed. Simulation results are presented to demonstrate the advantages of the algorithm. These advantages include improved failure detection and correction, improved computational efficiency, and reliability. Additionally, its’ accuracy is higher than that of the full fusion feedback method.     

Design and realization of synchronization circuit for GPS software receiver based on FPGA

With research on the carrier phase synchronization and symbol synchronization algorithm of demodulation module, a synchronization circuit system is designed for GPS software receiver based on field programmable gate array (FPGA), and a series of experiment is done on the hardware platform. The result shows the all-digital synchronization and demodulation of GPS intermediate frequency (IF) signal can be realized and applied in embedded real-time GPS software receiver system. It is verified that the decision-...     

激光陀螺惯导系统硬件增强角速率输入圆锥算法

根据机械抖动式激光陀螺捷联惯性系统的角速率以及角增量输出原理,提出了一类利用角速率及其硬件积分角增量输入的新圆锥误差补偿算法,即硬件增强角速率输入圆锥算法.在分析经典圆锥运动误差基础上,给出了新算法的旋转矢量通式,并推导了这类圆锥补偿基本算法及其优化算法补偿系数通式.对新算法误差主项和补偿系数的规律性分析以及进一步的仿真结果表明,硬件增强角速率输入算法具有较高的精度,是提高角速率输出捷联惯导系统姿态算法精度的一种新思路.     

大型基础设施项目群组决策的模糊评价

考虑到大型基础设施项目对社会文化、区域经济和生态环境等产生的影响，综合应用模糊评估原理和层次分析方法，建立了群组决策的综合模糊层次分析模型，给出了对项目方案定性化和定量化的层次结构评价模式和综合评价方法，为评价大型基础设施项目方案提供了有效的手段．可用于对某一具体基础设施项目的等级评定，也可以对基础设施项目多个方案进行综合评价．     

基于近似逆系统HVDC混合滤波器的数字控制器

为了治理高压直流输电系统直流侧的特征谐波,简化模拟控制器的机构,针对混合滤波器的频率响应特性,提出了一种新的基于近似逆系统控制策略的数字控制器。该数字控制器用TM S320C 32 DSP实现,由并联数字带通滤波器、移相器和放大器等部分组成。该控制器在PSCAD软件平台和实验室样机装置中进行了实验。实验结果表明所设计的混合有源滤波器的数字控制系统稳定,滤波效果优良。     

面向数控机床设计知识图谱构建的实体识别

为解决数控(computer numerical control, CNC)机床设计知识图谱构建过程中关键实体的抽取问题,制定了数控机床领域知识分类标准和标注策略,构建了领域数据集,并提出了一种基于RoBERTa(robustly optimized BERT pretraining approach)的数控机床设计知识实体识别方法。首先,利用数控机床领域数据集对RoBERTa模型进行微调,再利用RoBERTa对文本编码,生成向量表示;其次,采用双向长短期记忆(bidirectional long short-term memory, BiLSTM)网络提取向量特征;最后,利用条件随机场(conditional random field, CRF)推理出最优结果,进而为实体打上标签。实验结果表明：模型在数据集上的F₁值为86.139%;对多数关键实体的F₁值大于85%;相比其他模型提升2%～18%。可见该方法在数控机床设计知识实体识别中具有明显优势,能够识别机床设计知识文本包含的关键实体,为数控机床设计知识图谱构建提供了数据基础。     

适用于4通道100 Gbps SerDes的两级架构正交12.5 GHz低功耗低抖动时钟发生器

为了缓解多通道SerDes中高频时钟信号在长距离传输中引入的噪声过大和功耗过高的问题,设计了一种应用于多通道的低功耗低抖动两级锁相环结构;同时为了进一步降低噪声性能,在第2级锁相环中设计了一种采样鉴相器。该设计将第1级LC振荡器锁相环产生的低频时钟信号（3.125 GHz）传输到各通道收发机后,将该信号作为第2级参考信号,再采用小面积的环形振荡器锁相环产生正交的高频时钟 (12.5 GHz),这种结构降低了高频时钟在片上长距离传输的距离,提高了收发机的时钟质量;此外该技术避免了使用高频缓冲器,降低了功耗。其中第2级锁相环通过无分频鉴相技术提高了第2级环振锁相环的噪声性能。该时钟发生器电路整体功耗为100 mW,第1级锁相环相位噪声拟合后为-115 dBc/Hz,第2级环形振荡器电路在1 MHz处相位噪声为-79 dBc/Hz,锁相环电路产生的时钟信号整体抖动为2.7 ps。正交时钟偏差在300 fs以内。相比传统时钟发生器,该设计性能有较大提高,功耗有明显降低,适合应用于100 Gbps SerDes中。     

基于Backstepping-L1自适应控制的旋翼飞行器容错控制

针对旋翼飞行器控制过程中存在侧风等外界干扰、飞机本身存在未建模动态等不确定性,提出了一种基于Backstepping-L1自适应控制的旋翼飞行器容错控制方法。首先,在不考虑不确定性的情况下,根据旋翼飞行器的动力学方程和运动学方程,利用Lyapunov函数方法设计了基于Backstepping控制的姿态控制律,实现了闭环系统的稳定控制,且响应快速精确。其次,考虑不确定性对系统的影响,在Backstepping控制器的基础上,通过引入自适应律和状态观测器,实现对不确定性的实时估计和系统状态的在线观测,进而设计出具有鲁棒性的L1自适应控制器,消除了不确定性的影响,实现了旋翼姿态的容错控制。再次,通过引入一个闭环稳定的自治参考系统,对所设计的L1控制器进行稳定性分析,分析表明:设计的状态观测器跟踪误差有界并收敛到0,能够准确实时地估计被控系统状态;自适应律可快速自适应于系统存在的干扰及未建模动态等不确定性;控制律可以保证系统在正常状态及存在不确定性的情况下实时跟踪引入的参考系统,且跟踪误差趋近于0,从而保证系统稳定。最后,通过MATLAB仿真对比验证了该方法的有效性。     

BP神经网络算法的改进

本文分析了ＢＰ算法所面临的问题，给出了一种改进算法，说明了它们的原理和应用环境，将它们与传统的ＢＰ算法作了比较，并通过一实例验证：应用改进算法可以大幅度地提高ＢＰ神经网络的学习速度，这对ＢＰ神经网络的应用有较大实际意义。     

水力发电机组调速系统大扰动仿真

提出了水力发电机组调速系统大扰动仿真的简化模型，其仿真结果与现场实录的大扰动响应波形规律相似，数值接近，结论一致，用于水电机组调速系统的各种仿真研究，大大减少仿真费用和现场试验中的困难摸索。